Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas 1. Concepto de Medio Ambiente

Atmósfera “Es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales, capaces de afectar de forma directa o indirecta, en un plazo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividades humanas”. Conferencia de las Naciones Unidas (Estocolmo, 1972)

Hidrosfera Geosfera Seres vivos= Biosfera que INTERACTÚAN entre sí Tiene repercusiones EN CADENA sobre otros componentes del Medio Ambiente Efecto dominó

Un ejemplo de “efecto dominó”: El Picudo Rojo Origen de la plaga -Originario de las áreas tropicales del Sudeste Asiático y Polinesia. -Huéspedes: Palmera datilera y Palmera canaria. - La causa de la rápida progresión de esta plaga debe imputarse al transporte de palmeras jóvenes o adultas e hijuelos de áreas contaminadas a áreas sanas. Todo indica que los primeros picudos fueron introducidos en España con palmeras adultas importadas de Egipto. Biología La larva penetra en el tronco, labrando galerías de hasta más de 1 metro de longitud que se ramifican por todo el interior. Si las galerías dañan la yema apical, la palmera muere. Control Las palmeras muy afectadas o muertas deben arrancarse y quemarse para evitar la salida de adultos y su dispersión. Trampas con feromonas que atraigan y atrapen a los insectos en las zonas de infección. En la prevención resulta esencial la exigencia del pasaporte fitosanitario a las palmeras de importación; así como la inspección de las palmeras procedentes de países no pertenecientes a la Unión Europea y su sometimiento a medidas de cuarentena previas a su introducción.

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

•Anidan aves

O2

•Cobijo a seres vivos

CO2

•Proporcionan alimento • Etc.

TALAR ÁRBOLES DE UN BOSQUE efectos Variación en la distribución de seres vivos del ecosistema Aumenta la erosión

Desprotege el suelo Pérdida de capacidad de retención de agua Aumenta el riesgo de inundaciones

Aumenta la concentración de CO2 en la atmósfera Aumenta el “efecto invernadero”

Provoca un cambio climático

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Situación actual: •La humanidad tiene unos altos niveles de consumo energético •En consecuencia, se agotan rápidamente algunos recursos naturales de los que se obtienen combustibles

AHORRO ENERGÉTICO efectos

Menor gasto económico Más inversiones en sanidad, educación

Menor utilización de los Recursos Naturales

Petróleo

Carbón

Gas Natural

Menor contaminación (aire, agua) Menor incremento del efecto invernadero

Menor cantidad de vertidos tóxicos

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

“Si desaparecieran todos los insectos de la tierra, en menos de 50 años desaparecería toda la vida” Jonas Salk (1914-1995- Inventor de la vacuna de poliomelitis)

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

“Si todos los seres humanos desaparecieran de la tierra, en menos de 50 años todas las formas de vida florecerían". Jonas Salk (1914-1995- Inventor de la vacuna de poliomelitis)

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

2. Enfoque interdisciplinar de las Ciencias Ambientales ESTUDIO DEL MEDIO AMBIENTE es INTERDISCIPLINAR ya que

HOLÍSTICA

ABARCA TEMAS QUE DEBEN SER ABORDADOS DESDE DISTINTOS PUNTOS DE VISTA

Por lo que se requiere una visión

de los que se ocupan diferentes disciplinas, como ECOLOGÍA

MEDICINA

ECONOMÍA SOCIOLOGÍA DERECHO

GEOGRAFÍA INGENIERÍA MATEMÁTICAS

BIOLOGÍA GEOLOGÍA

ARQUITECTURA QUÍMICA FÍSICA

Ejemplo: Gabinetes que hacen Estudios de Impacto Ambiental

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Importancia en el mundo actual de las CC. Ambientales

Evaluación y auditorías ambientales

Control de índices de polución

Análisis de riesgos ambientales

Educación ambiental

LOS EXPERTOS Turismo rural

Planes de desarrollo local

EN CIENCIAS AMBIENTALES “AMBIENTÓLOGOS” desarrollan tareas como...

Gestión y planificación del entorno Restauración del paisaje

Determinación y diseño del control de plagas

Gestión del territorio Tratamiento de aguas residuales Control y gestión de espacios naturales Vigilancia y mejora de la calidad de las aguas Detección, análisis y control de contaminantes

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Importancia en el mundo actual de las CC. Ambientales

Empresas de reciclado Docencia

Investigación en CC. Ambientales (universidades)

Sector Químico y Nuclear

Administración Pública

Sector Eléctrico Ordenación del territorio

LOS EXPERTOS

EN CIENCIAS AMBIENTALES “AMBIENTÓLOGOS” trabajan en empresas...

Construcción y obras públicas

Auditoras Ambientales

Sector Siderúrgico y Metalúrgico Sector Forestal

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Plan de Estudios de Ciencias Ambientales en la Universidad de Murcia

http://www.um.es/web/biologia/contenido/estudios/grados/ambientales/plan/asignaturas

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

3. 1. Aproximación a la Teoría de sistemas

Sistema “es el conjunto de partes operativamente interrelacionadas, en el que unas partes actúan sobre otras y del que interesa considerar fundamentalmente el comportamiento global” No es sólo la suma de las partes, sino también sus interacciones Ejemplos: una fábrica, el instituto, el cuerpo de un ser vivo, una charca...

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Para su estudio podemos utilizar dos enfoques Reduccionista: Divide el objeto de estudio en sus elementos y los estudia por separado. En el caso del medio ambiente son tan importantes los fenómenos como las relaciones entre ellos, por tanto se debe de estudiar desde otro enfoque.

Holístico: Estudia tanto los elementos como las relaciones entre ellos. Para estudiar el medio ambiente desde el enfoque holístico se usa la teoría de sistemas

La Teoría General de Sistemas se basa en observar y analizar las relaciones e interacciones existentes entre las partes de nuestro objeto de estudio, recurriendo al uso de modelos

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

3.2. Tipos de sistemas: abiertos, cerrados y aislados

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Defina el concepto de medio ambiente (0.4 puntos). Cuando se estudia un sistema, ¿qué diferencias hay entre el enfoque reduccionista y el enfoque holístico? (0.7 puntos). Defina sistema cerrado, sistema abierto y sistema aislado (0.9 puntos). Selectividad UM Junio 2014

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

4. Modelos sencillos para el estudio de los sistemas MODELOS DE SISTEMAS CAJA NEGRA

No interesa lo que ocurre en el interior del sistema (caja negra) sino en las entradas y salidas de materia, energía e información. Es decir, sus intercambios con el entorno. ENTRADA

SALIDA

(energía, materia...)

(energía, materia...)

1º Delimitar las fronteras del sistema. 2º Establecer las entradas y salidas de energía y materia.

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

MODELOS DE SISTEMAS CAJA BLANCA

Sí interesa lo que ocurre en el interior del sistema (caja blanca) y por lo tanto estudiamos las relaciones entre las VARIABLES que lo componen.

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Representa un sistema “caja blanca” para una pecera

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

TIPOS DE RELACIONES ENTRE LAS VARIABLES

a) Relaciones simples: 1. Directas o positivas A menor luz solar menor fotosíntesis 2. Inversas o negativas A menor nº enfermedades mayor nº individuos 3. Encadenadas A más vehículos más ruido menor calidad de vida b) Relaciones complejas o de retroalimentación: 1. Retroalimentación positiva

2. Retroalimentación negativa

(+)

(+)

(+)

(+)

(+)

(+)

(-) Glucosa

(+) Insulina

Personas

Nacimientos

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Realizar el ejercicio de la página 8 del Tema 1 (PAU, junio 2006)

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

+ + + +

-

+

+

+ +

-

-

+ + El albedo es el porcentaje de radiación que cualquier superficie refleja respecto a la radiación que incide sobre la misma. Las superficies claras tienen valores de albedo superiores a las oscuras, y las brillantes más que las mates

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Las relaciones entre las variables de un sistema pueden ser de dos tipos: simples o complejas. a) Explique qué son relaciones simples y los tipos de relaciones simples posibles (0.8 puntos). b) Explique qué son relaciones complejas y los tipos de relaciones complejas (0.8 puntos). c) Diga de qué tipo son las siguientes relaciones (0.4 puntos): c.1 - Entre el ruido y la calidad de vida. c.2 - Entre la luz solar y la fotosíntesis. c.3 – Entre el número de nacimientos y de individuos en una población. c.4 – Entre vegetación y erosión (Junio 2013)

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

5. Complejidad y entropía

LA ENERGÍA EN LOS SISTEMAS deben cumplir los PRINCIPIOS de la TERMODINÁMICA

1º “la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma” La energía que entra en un sistema es igual a la que sale •Por ello, en todo sistema, la energía que entre será equivalente a la energía almacenada en el sistema, más la energía que salga de él. •Como en cualquier conversión energética, cierta cantidad de energía se libera en forma de calor y, aunque no desaparece, se pierde a efectos prácticos pues no sirve para realizar un trabajo útil. •Esto nos conduce al segundo principio de la termodinámica.

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

5. Complejidad y entropía LA ENERGÍA EN LOS SISTEMAS

deben cumplir los PRINCIPIOS de la TERMODINÁMICA

2º “en cada transferencia de energía, la energía se transforma desde formas más concentradas y organizadas, a más dispersas y desorganizadas” Aumenta la ENTROPÍA. •La tendencia natural del Universo es hacia un estado de máxima entropía, al máximo desorden • Sin embargo los seres ordenados

vivos se oponen a esa tendencia porque son sistemas

• Que consiguen mantener una baja entropía interior (mayor orden) degradando azúcares en la respiración y expulsando al entorno moléculas (CO2 y vapor de agua) de elevada entropía, así rebajan su entropía a costa de aumentar la del entorno

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Resumir el artículo sobre Gaia

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Hipótesis de Gaia (Lovelock)

La Tierra tiene capacidad de autorregularse mediante la interacción de sus elementos: atmósfera, hidrosfera, geosfera y biosfera. -La biosfera es algo más que un catálogo de especies, es una entidad con propiedades mayores que la suma de sus partes. -La biomasa autorregula las condiciones del planeta para hacer su entorno físico más hospitalario con las especies que conforman la vida. - El que la atmósfera la compongan un 78% nitrógeno, 21% oxígeno y apenas un 0,03% dióxido de carbono, se debe a que la vida, con su actividad y su reproducción, mantiene estas condiciones que la hacen habitable para muchas clases de vida.

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Dadas unas condiciones iniciales que hicieron posible el inicio de la vida en el planeta, ha sido la propia vida la que las ha ido modificando y, por tanto, las condiciones resultantes son consecuencia y responsabilidad de la vida que lo habita.

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

N2

CO2 Desnitrificación bacteriana Fotosíntesis

 78%

O2

 21% luminosidad

luminosidad CO2

CO2

Temperatura

N2

Fotosíntesis

15ºC

CO2  0,03%

O2

tº

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

CONCLUSIONES: - La temperatura media de la Tierra se mantiene constante a pesar de que la intensidad solar ha variado a lo largo del tiempo. - La Tierra tiene un 78% nitrógeno en la atmósfera, que es mucho mayor que en otros planetas. (Bacterias que transforman los nitratos en N2).

- La concentración de gases como oxígeno y dióxido de carbono se han mantenido estables durante muchos millones de años gracias a los seres vivos. (CO2 se retira por las plantas y en los caparazones de moluscos). - La salinidad del océano permanece constante.

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

7. Cambios ambientales a lo largo de la historia de la Tiera: las extinciones -Es la muerte de todos los individuos que componen una especie, ya sea a nivel local o global. - Extinciones en masa, desaparecen, al menos, el 50% de los seres vivos presentes en el planeta en ese momento.

Factores de extinción a) Biológicos: -

Causados por las interacciones entre seres vivos. - Como la depredación, - las enfermedades de origen bacteriano o vírico - o por la competencia.

-

También puede ser debido al propio tamaño de la población: - menor población, menor variabilidad genética y más vulnerabilidad ante otros aspectos (cambio climático, de condiciones ambientales, etc.)

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

b) Factores físico-químicos: -Como son la radiación, la humedad, la temperatura, las cantidades disponibles de nutrientes, etc. - Ejemplos: - Los cambios climáticos, como las glaciaciones periódicas; - En el medio marino las variaciones de temperatura, las fluctuaciones de la salinidad o las alteraciones en la circulación de las corrientes; - O los aumentos de la temperatura global (por ejemplo por acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera): - O las oscilaciones del nivel del mar y el movimiento de las placas tectónicas. c) Factores extraterrestres: - Como puede ser el impacto de un meteorito sobre la Tierra

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

-Las extinciones en masa han jugado un papel importante en la historia de la vida. - Las extinciones desempeñen una función importante en la evolución de la vida en la Tierra.

- La extinción de algunas especies han posibilitado el surgimiento y desarrollo de nuevas que pueden adaptarse mejor al medio ambiente. - Si las especies no llegaran a extinguirse, los únicos organismos que habitarían la Tierra serían los microorganismos primigenios con que empezó la vida en el mar.

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Eon

O criptozoico

Era

Era

Períodos

Épocas

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

O Hádico. Formación de la Tierra. No se identifican rocas, sólo meteoritos. No hay evidencias de vida Primeras rocas. Primeras formas de vida. Primeros fósiles unicelulares Primeros seres fotosintéticos. Aparición O2 atmósfera. Primera crisis biótica

Atmósfera reductora - Rica en NH3, CH4, H2, abundante

radiación ultravioleta… - Aparición primeros seres vivos unicelulares, heterótrofos, anaerobios - Escasea materia orgánica - Aparición primeros seres fotosintéticos

- Desaparición primeros heterótrofos (O2 tóxico, aparece O3, filtro radiación Atmósfera ultravioleta). Primera crisis biótica (extinción) oxidante

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

O Hádico. Formación de la Tierra. No se identifican rocas, sólo meteoritos. No hay evidencias de vida Primeras rocas. Primeras formas de vida. Primeros fósiles unicelulares Primeros seres fotosintéticos. Aparición O2 atmósfera. Primera crisis biótica Extinción precámbrica

Superpoblación de plancton calcáreo

Extinciones masivas

Disminución del CO2 atmosférico

Bajada Tª, glaciación “eocámbria”

Apariciones de nuevas formas de vida

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Transforma en una tabla el texto sobre las extinciones del Fanerozioco Momento

Causas

Consecuencias

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Momento

Causas

Consecuencias

Ordovícico-Silúrico -435 Ma

Cambios tectónicos Desaparición del Gondwana en el 50% especies Polo Sur, climáticos Bajada del nivel del mar

Devónico -360 Ma

Depósito marino de CO2

Permo-Triásica (P/T) -250 Ma

Erupciones Desaparicion del volcánicas, cambios 90% especies. Ej. atmosféricos, lluvia Trilobites ácida

Enfriamiento global

Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas

Momento

Causas

Consecuencias

Triásica -205 Ma

Erupciones volcánicas, impactos meteoritos

Auge dinosaurios

Límite K-T -65 Ma

Impacto meteorito Golfo de México

Desaparición dinosaurios, ammonites. Desarrollo de los mamíferos

Momento

Causas

Consecuencias

Cenozoico -33 Ma, -28 Ma, -9 Ma y Cuaternario

Cambios climáticos

Mamíferos